第9章Arduino-wifi-相关项目

第九章:Arduinowifi相关项目目录9.1ArduinoWiFi相关项目9.2Arduino与手机通讯调试项目9.1ArduinoWiFi相关项目9.1.1设计思想本节中我们将介绍如何基于Arduino控制板利用wifi模块上传周边的温度至服务器端，可以通过连接服务器的任一客户端获取。这样，就算甚至在大洋彼岸的任何国家，都能查阅到自己亲人身边的温度。同理，也可以利用多种类型的传感器，查阅您需要的其他信息。9.1.2材料清单

本实验所用到的材料清单如表9-1所示。

表9-1材料清单利用Arduino和wifi将温度传送至云端，如图9-1所示硬件实物图。

图9-1硬件实物图1.工作原理如图9-2所示。图9-2工作原理图2.实验分析

（1）设计实验原理图：按照设计思路，画出实验原理图，如图9-3所示。这是从前面某一讲中抽取的一个图，为了读者查阅的方便，在这再次给出这个图。但这个原理图中，由于画法的原因，还缺少Arduino的扩展板和wifi模板。但利用传感器LM35来采集数据的原理是一样的。图9-3实验原理图（2）实物连接：按照原理图，连接好电路，如图9-4所

示。图9-4实验连接图

（3）wifi网络连接：当连接Arduino主板时，就已经可以收到wifi信号了，但是为了稳定，最好用专用充电器连接Arduino扩展板。你的电脑将会搜索到有wifi模块发出的wifi信号HI_LINK_0021（或者HI_LINK_XXXX可参考第2讲得内容）。双击连接HI_LINK_0021wifi信号（默认密码12345678）。若不是第一次使用的，为了确保数据配置的正确性，需要将wifi模块恢复出厂默认设置（按住Arduino扩展板上的RST按钮6s，然后断电重启即可，具体也可参考第2讲的内容）。这一步相当于咱们用打开手机的wifi信号上网一样。此时的wifi模块打开wifi信号，连接手机的wifi热点信号上网。

（4）建立wifi热点：由于本次实验环境没有其他wifi，所以采用的是HTC手机建立wifi热点，用wifi路由器也是一样的。打开手机的“WLAN热点”，记住此时记得打开手机的3G网络信号，以便由温度传感器LM35采集的数据上传至云端的服务器。本次实验WLAN热点名称“HTCtest”，密码“12345678”。也可以用手机默认的用户名和密码，不过，为了输入的方便，可以更改手机默认的用户名和密码。5）网络数据配置：当成功连接wifiHI_LINK_0021网络后，打开浏览器，输入地址54，输入用户名和密码（均为admin）进入数据配置，如图9-5所示。图9-5网络数据配置注意红色框框标记部分，其他按默置即可。

几点说明:（1）此时的wifi模块相当于一个采集输送单元，将采集到的数据由wifi模块送至服务器端；（2）

SSID和Password指的是手机（或wifi路由器）的SSID和Password；（3）

RemoteServerDomian/IP：指的是咱们要将采集到的温度数据要存放的服务器IP地址；（4）

Locale/RemotePort：是访问服务器的地址。（5）配置完成后，点击“Apply”。这时，再检查手机的“WLAN热点界面”最下方的“管理用户处”，有“1连接的用户”。此时，表示wifi模块已经连接上了手机的热点，也即连接上了internet。（6）编写Arduino代码：voidsetup(){Serial.begin(115200);//设置串口波特率}voidloop(){intn=analogRead(A0);//定义A0口为接收电压信号数据floatvol=n*(5.0/1023*100);//电压信号数据温度转换upload_sensor(vol);//调用子函数delay(5000);}voidupload_sensor(floatvol){//sendtheHTTPPUTrequest:核心代码charbuf[200];memset(buf,0,200);intret;ret=sprintf(buf,"GET/upload.php?uid=ycf&ps=ycf&sensor_name=Arduino&data=");//设置协议Serial.print(buf);//暂存至bufSerial.print(vol);//调用温度数据volSerial.println("HTTP/1.1");//HTTP协议名称Serial.println("Host:");//设置服务器地址Serial.println("Connection:close");//数据传输完毕，连接关闭Serial.println();}

将上述代码下载到Arduino主板上，注意，在Arduino的扩展板上有个开关，在下载数据时，请将拨至外侧（O）。这是因为连接串口时，有可能会影响数据的下载。同时打开串口，如图9-6注意红色的标记。此时的环境温度为25.90。然后这个温度将通过wifi模块连接手机热点上的wifi信号上传至服务器端。图9-6Arduino串口监视器数据示（7）终端数据采集：若前面6步全部成功，恭喜你！成功啦，由温度传感器LM35采集到的温度数据已经通过wifi模块经由手机wifi联网成功，一路过关斩将，历经千辛万苦，终于将温度传感器LM35采集到的温度数据上传至服务器端，如图9-7所示。图9-7服务端数据显示比较图

图9-7服务器端数据显示比较图9-6（用Arduino自带的串口显示器）和图9-6（云端服务器），会发现，用Arduino自带串口监视器采集的温度数据和云端服务器温度数据是一致的，说明数据传送成功。在下一讲的内容，咱们将接着下一步工作，将云端服务器的数据很好地展现给别人看。3.要点与总结（1）配置数据前，为确保数据能配置成功，请将wifi模块恢复出厂设置；（2）注意配置数据的准确性，尤其是关于手机和服务器端的IP地址设置；9.2Arduino与手机通讯调试项目9.2.1设计思想

想要通过Arduino实现与指定手机的通讯录进行信息交互有很多方法，nRF24L01的成本较低，但内部需通过SPI通信，略显复杂，而RF模块又过于专用，接入其他系统时需要转换，不方便。

ESP8266是乐鑫公司推出的廉价、但几乎全能的WIFI芯片，被各种智能硬件广泛使用，根据其datasheet，不但支持SPI，也可通过I2C、UART等方式进行通信，尤其是UART，直接支持AT指令，大大简化开发难度，相当便利。本项目通过使用ESP8266无线wifi模块实现与手机进行通信，完成相应的任务。9.2.2材料清单本实验所用到的材料清单如表9-2所示。

表9-2材料清单1.ESP8266-14简介ESP8266-14是一款低成本WIFI-MCU通讯/控制模块，内置ESP8266WIFI通讯IC和STM8003单片机，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，可广泛应用于智能家居和物联网网领域，用于将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网控制功能。

该模块内置了一个功能强大的STM8003的芯片，所有管脚全部接出来，其串口与ESP8266的串口相连，用户可以编写STM8程序，通过AT指令控制ESP8266的实现绝大部分智能灯家居和WIFI物联网功能。ESP8266-14内置ESP8266WIFI通讯IC和STM8003单片机,可以绕过单片机，直接通过串口使用ESP8266-14内置的8266模块，只是不能利用它的GPIO来作其他事情了，只能作为一个单纯的串口WiFi使用，不过对于目前的应用场景，也差不多了。第一步调试，需要知道这模块从网上买来之后是否好用，那么一般需要用USB_TTL来接PC查看串口消息，不过Arduino可以使用软串口，不过更直接的，可以使用Arduino当作USBTTL来直连PC，是不是很方便呢？这样就可以节省单独购买USBTTL串口调试板的费用了。是不是把Arduino的潜能开发出来了。

代码很简单，就是把D0,D1端口中的内置上拉电阻使能。

voidsetup(){

//putyoursetupcodehere,torunonce:

pinMode(0,INPUT_PULLUP);

pinMode(1,INPUT_PULLUP);

}

voidloop(){

//putyourmaincodehere,torunrepeatedly:}

然后把其他设备的TX,RX,GND接到Arduino板子上和USBTTL方法一样。这样，其他设备就可以直接通过串口与PC相连了。PC可以通过串口直接操作它了。Arduino只是作为USB串口的模块存在。引脚图如图9-8所示。

在进行USB_TTL上传的时候，不要把TX,RX插到板子上。以免失败。

图9-8Esp8266引脚图按此方式接线方式如图9-9，接入ArduinoMega2560（或UNO)图9-9接线方式8266TX(PD6)<->ArduinoTx08266RX(PD5)<->ArduinoRx08266ESP_VDD<->Arduino3.3V8266GND<->ArduinoGNDArduinoVIN<->电池7.4V

(为确保供电充足，不然USB口接电脑供电不足)ArduinoGND<->电池GND上面的插座是自己焊上去的，这个引脚不是标准的距离，比较费事，需要把引脚掰弯之后焊接，如图9-10所示。上步完成后，如果通过串口能获取到信息，则证明芯片是好的。可以进行下一步.这里可以手动下一些AT命令对ESP8266进行控制测试第二步接线方式与第一步的区别是，TX,RX要反着接，以便Arduino给8266发串口命令。图9-10接线方式8266RX(PD5)<->ArduinoTx18266TX(PD6)<->ArduinoRx18266ESP_VDD<->Arduino3.3V8266GND<->ArduinoGNDArduinoVIN<->电池7.4V

(为确保供电充足，不然USB口接电脑供电不足)ArduinoGND<->电池GND

手机设置为便携热点，如图9-11所示（如果用8266作为热点，可能因为客户端没去连接它，而休眠，所以使用手机作为热点）图9-11手机设置为便携热点

手机上安装“网线调试助手”，安装成功之后，在tcpserver选项下，点击“配置”，弹出服务配置界面，默认5000端口，点击右边的“激活”，激活成功会显示手机的IP与端口，则在手机上创建了一个服务，我手机的IP是：5000.

通过Arduino给8266发串口命令，使其连接手机#define

WIFISerial

Serial1

#define

_cell

Serial1

char

CMD_LEFT[]="LEFTOK";

char

CMD_RIGHT[]="RIGHTOK";

char

CMD_BACK[]="BACKOK";

char

CMD_FORWARD[]="FORWARDOK";

char

CMD_STOP[]="STOPOK";

int

chlID;

//client

id(0-4)

int

ReceiveMessage(char

*buf)

{

//+IPD,<len>:<data>

//+IPD,<id>,<len>:<data>

String

data

=

"";

if

(_cell.available()>0)

{

unsigned

long

start;

start

=

millis();

char

c0

=

_cell.read();

if

(c0

==

'+')

{

while

(millis()-start<5000)

{

if

(_cell.available()>0)

{

char

c

=

_cell.read();

data

+=

c;

}

if

(data.indexOf("OK")!=-1)

{

break;

}

}

//Serial.println(data);

int

sLen

=

strlen(data.c_str());

int

i,j;

for

(i

=

0;

i

<=

sLen;

i++)

{

if

(data

==

':')

{

break;

}

}

boolean

found

=

false;

for

(j

=

4;

j

<=

i;

j++)

{

if

(data[j]

==

',')

{

found

=

true;

break;

}

}

int

iSize;

//DBG(data);

//DBG("\r\n");

if(found

==true)

{

String

_id

=

data.substring(4,

j);

chlID

=

_id.toInt();

String

_size

=

data.substring(j+1,

i);

iSize

=

_size.toInt();

//DBG(_size);

String

str

=

data.substring(i+1,

i+1+iSize);

strcpy(buf,

str.c_str());

//DBG(str);

}

else

{

String

_size

=

data.substring(4,

i);

iSize

=

_size.toInt();

//DBG(iSize);

//DBG("\r\n");

String

str

=

data.substring(i+1,

i+1+iSize);

strcpy(buf,

str.c_str());

//DBG(str);

}

return

iSize;

}

}

return

0;

}

boolean

Send(String

str)

{

_cell.print("AT+CIPSEND=");

//

_cell.print("\"");

_cell.println(str.length());

//

_cell.println("\"");

unsigned

long

start;

start

=

millis();

bool

found;

while

(millis()-start<5000)

{

if(_cell.find(">")==true

)

{

found

=

true;

break;

}

}

if(found)

_cell.print(str);

else

{

//

closeMux();

return

false;

}

String

data;

start

=

millis();

while

(millis()-start<5000)

{

if(_cell.available()>0)

{

char

a

=_cell.read();

data=data+a;

}

if

(data.indexOf("SEND

OK")!=-1)

{

return

true;

}

}

return

false;

}

void

setup()

{

Serial.begin(115200);

Serial.println("Goodnight

moon!");

WIFISerial.begin(115200);

delay(1000);

WIFISerial.println("AT+RST");

delay(6000);

//

WIFISerial.println("AT+CIPMUX=1");

//

delay(3000);

//

WIFISerial.println("AT+CIPSESVER=1,1001");

WIFISerial.println("AT+CIPSTART=5000");

//

delay(2000);

WIFISerial.println("AT+CIPMODE=0");//

//

delay(2000);

//

WIFISerial.println("AT+CIPSEND");//

}

void

loop()

{

char

buf[500];

int

iLen

=

ReceiveMessage(buf);

if(iLen

>

0)

{

Serial.write(buf);

if(!strcmp(buf,CMD_LEFT)){

Serial.write("\r\nYes

Sir

Turn

Left.");

Send("left");

//

WIFISerial.write("\r\nYes

Sir

Turn

Left.");

}

else

if(!strcmp(buf,CMD_RIGHT)){

Serial.write("\r\nYes

Sir

Turn

right.");

WIFISerial.write("\r\nYes

Sir

Turn

right.");

}

else

if(!strcmp(buf,CMD_BACK)){

Serial.write("\r\nYes

Sir

back.");

WIFISerial.write("\r\nYes

Sir

Turn

right.");

}

else

if(!strcmp(buf,CMD_FORWARD)){

Serial.write("\r\nYes

Sir

forword.");

WIFISerial.write("\r\nYes

Sir

Turn

right.");

}

WIFISerial.write("\r\nYes

Sir

Turn

right.");

}

else

if(!strcmp(buf,CMD_FORWARD)){

Serial.write("\r\nYes

Sir

forword.");

WIFISerial.write("\r\nYes

Sir

Turn

right.");

}

else

if(!strcmp(buf,CMD_STOP)){

Serial.write("\r\nYes

Sir

stop.");

WIFISerial.write("\r\nYes

Sir

Turn

right.");

}

}

}手机上会显示已有设备连接上了，如图9-12所示。图9-12显示设备连接

连接好之后，输入LEFTOK

会收到Arduino

通过

8266传输回来的left.完整代码如下：#defineWIFISerialSerial1

#define_cellSerial1

charCMD_LEFT[]="LEFTOK";

charCMD_RIGHT[]="RIGHTOK";

charCMD_BACK[]="BACKOK";

charCMD_FORWARD[]="FORWARDOK";

charCMD_STOP[]="STOPOK";

intchlID;

//clientid(0-4)

intReceiveMessage(char*buf)

{

//+IPD,<len>:<data>

//+IPD,<id>,<len>:<data>

Stringdata="";

if(_cell.available()>0)

{

unsignedlongstart;

start=millis();

charc0=_cell.read();

if(c0=='+')

{

while(millis()-start<5000)

{

if(_cell.available()>0)

{

charc=_cell.read();

data+=c;

}

if(data.indexOf("OK")!=-1)

{

break;

}

}

//Serial.println(data);

intsLen=strlen(data.c_str());

inti,j;

for(i=0;i<=sLen;i++)

{

if(data

==':')

{

break;

}

}

booleanfound=false;

for(j=4;j<=i;j++)

{

if(data[j]==',')

{

found=true;

break;

}

}

intiSize;

//DBG(data);

//DBG("\r\n");

if(found==true)

{

String_id=data.substring(4,j);

chlID=_id.toInt();

String_size=data.substring(j+1,i);

iSize=_size.toInt();

//DBG(_size);

Stringstr=data.substring(i+1,i+1+iSize);

strcpy(buf,str.c_str());

//DBG(str);

}

else

{

String_size=data.substring(4,i);

iSize=_size.toInt();

//DBG(iSize);

//DBG("\r\n");

Stringstr=data.substring(i+1,i+1+iSize);

strcpy(buf,str.c_str());

//DBG(str);

}

returniSize;

}

}

return0;

}

booleanSend(Stringstr)

{

_cell.print("AT+CIPSEND=");

//

_cell.print("\"");

_cell.println(str.length());

//

_cell.println("\"");

unsignedlongstart;

start=millis();

boolfound;

while(millis()-start<5000){

if(_cell.find(">")==true)

{

found=true;

break;

}

}

if(found)

_cell.print(str);

else

{

//

closeMux();

returnfalse;

}

Stringdata;

start=millis();

while(millis()-start<5000){

if(_cell.available()>0)

{

chara=_cell.read();

data=data+a;

}

if(data.indexOf("SENDOK")!=-1)

{